CS263993B1

CS263993B1 - Způsob přípravy čistých enantiomerů 4- (l-meíhyl-4-piperidyliden) -4,9-dihydrobenzo [ 4,5) cyklohepta [ 1,2-b ] - thiofen-lQ-onu

Info

Publication number: CS263993B1
Application number: CS881614A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Csc Polivka; Miroslav Dr Ing Drsc Protiva; Ivan Rndr Jelinek; Jiri Rndr Snopek; Evaeprof Smolkova-Keulemansova; Jan Mudr Csc Metys; Martin Rndr Csc Valchar
Original assignee: Polivka Zdenek; Protiva Miroslav; Ivan Rndr Jelinek; Jiri Rndr Snopek; Smolkova Keulemansova Evaeprof; Metys Jan; Valchar Martin
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS161488A1

Abstract

Řešení spadá do oboru syntetických léčiv. Jeho· předmětem Je způsob přípravy čistých enantiomerů 4-(l-methyl-4-piperidy- liden) -4,9-dihydrobenzo (4,5) cyklohepta- (1,2-b )thiofen-10-onu (I), který je v race- mické formě známý jako antihistamínově a antianafylaktlcky vysoce účinný ketotlfen, používaný jako profylaktikum v therapii bronchiálního asthmatu. Jeho štěpení na antipody se provede podle řešení krystalizací diastereoisomerních směsí 1:1 solí s kyselinami ( + )- nebo (—)-O,O‘-dibenzoyl-D(nebo L)- vinnou nebo ( + )- nebo (— )-O,O‘-di- (p-toluyl)-D(nebo L)-vinnou do konstantní optické rotace, homogenní soli se potom rozloží vodným amoniakem a opticky čisté báze ( + )- a (— )-ketotifenu se izolují extrakcí organickými rozpouštědly, odpařením extraktů a krystalizací z ethanolu, přičemž k ověření optické čistoty se použije isotacho- foresy s beta-cyklodextrinem jako aditivem vedoucího elektrolytu. Ve formě solí jsou oba enantiomery ketotifenu (I) vysoce ú- činnými Hi-antihistaminiky a (-f-)-isomer má značnou účinnost antianafylaktoidní a relativně značnou účinnost antimuskarinovou.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy 'čistých enantiomerů 4- (l-methyl-4-piperidyllaen) -4,9-dihydrobenzo/4,5/cyklohepta/l,2-b/thiofen-10-onu vzorce I ^!

Známými syntetickými postupy (Waldvogel E. et al.: Helv. Chim. Ácta 59, 866, 1976; Německé (NSR) zveřejňovací spisy číslo 2 302 970, 2,144 490 a 2 111071; US patenty č. 3 682 930, 3 960 894 a 4128 549) se získává opticky inaktivní látka vzorce I, která ve formě soli s fumarovou kyselinou vykázala vynikající antihistaminové, antialergické a antianafylaktické vlastnosti (Martin U. a Romer D.: Arzneim.-Forsch. 28, 770, 1978; Triangel 17, 141, 1978; Pharmacol. Biochem. Prop. Drug Subst. 3, 424, 1981) a našla rozsáhlé praktické použití jako profylaktikum záchvatů bronchiálního astmatu (Castaňer J., Hillier K.: Drugs Future 2, 108, 1977; 3, 163, 1978; Alhadeff M.: Med. Actual. (Drugs Today) 14, 367, 1978; Craps L.: Sandoz Revue 1981 (2), 15). Látka vzorce I je známá pod mezinárodním generickým jménem „ketotifen“.

Molekula ketotifenu (I) neobsahuje centrum asymetrie a na první pohled tedy nepřipouští možnost chirality a štěpení na optické antipody (enantiomery). Takovou možnost nenaznačila ani podrobná práce popisující fyzikálněchemlckou a analytickou charakterizaci ketotifenu (I) (Mikotič-Mihun Z. et al.: Acta Pharm. Jugosl. 33, 129, 1983; Yugosl. Chem. Papers 8(1), 23, 1984) ani studie metabolismu ketotifenu (I) (Le Bjgot J. F. et al.: Drug Metab. Dispos, 11, 585, 1983).

Naproti tomu studie molekulárních modelů ketotifenu (I) ukázala, že neplanární prostřední kruh tricyklického systému dává možnost existence dvou mezních konformací, jejichž inverse je přítomností ketoskupiny značně ztížena a které by mohly představovat do značné míry stabilní enantiomery ketotifenu (I). Podobný jev byl pozorován v případě 3-substituovaných derivátů cyproheptadinu, u nichž byla prokázána existence stabilních chirálních konformerů (Ebnother A. et al.: Helv. Chim. Acta 48, 1 237, 1965; Remy D. C. et al.: J. Med. Chem. 20, 1013, 1977).

Správnost uvedené domněnky byla experimentálně potvrzena analyticky kapilární isotachoforézou a mikropreparací. V literatuře existence chirality molekuly ketotifenu (I) zatím uvedena nebyla a její objev je nutno považovat za překvapující. Způsob štěpení racemického ketotifenu (I) na antipody je předmětem předloženého vynálezu.

K štěpení racemické látky vzorce I lze použít krystalizaci směsí diastereoisomerů, které vznikají neutralizací látky vzorce I opticky aktivními kyselinami obecného vzorce II

OOCHCOOH

R -^^—COOCHCOOH (H) ve kterém R je atom vodíku nebo methyl, přičemž v těchto solích s výhodou připadá na 1 molekulu báze vzorce I 1 molekula kyseliny obecného vzorce II. Jde tedy o opticky aktivní hydrogendibenzoyltartaráty nebo hy drogen-di (p-toluyl) tar taráty.

K štěpení se tedy použije buď komerčně přístupných kyselin (|-)-0,0'-dibenzoyl-D-vínné a ( —)-O,O‘-dibenzoyl-L-vinné, nebo podle literatury (Stolí A., Hofmanu A.: Helv. Chim. Acta 26, 922, 1943) připravených kyselin (-j-)-O,O‘-di( p-toluyl }-D-vinné nebo (—) -O,O‘-di (p-toluyl) -L-vinné.

Neutralizace racemické báze vzorce I opticky aktivními kyselinami obecného vzorce II se provede s výhodou v ethanolu a vyloučené dlastereoisomerní směsi se krystalizují, s výhodou z vodného ethanolu. Teploty tání jednotlivých krystalizátů nejsou charakteristické, takže jich nelze použít jako kritéria dosaženého stupně štěpení. Krystalizace je nutné opakovat až do dosažení konstantní optické rotace soli. Kromě toho je nutné z každého krystalizátu uvolňovat opticky aktivní bázi a i u té kontrolovat optickou rotaci. Úplné rozštěpení je charakterizováno shodnou optickou rotací dvou za sebou následujících krystalizátů a z nich uvolněných bází.

Jako metoda pro hodnocení dosaženého stupně štěpení se osvědčila isotachoforéza používající /3-cyklodextrinu jako aditiva vedoucího elektrolytu; touto metodou lze přímo stanovit v bázích procentové zastoupení obou enantiomerů.

Další podrobnosti způsobu přípravy čistých enantiomerů ketotifenu (Ij vyplývají z příkladů, které jsou ovšem jen ilustrací možností vynálezu a není jejich úkolem vyčerpávajícím způsobem všechny možnosti popisovat. Enantiomerní báze vzorce I jsou krystalické látky, které krystalizují z etha263993 nolu. Pravotočivá báze [( + )-1] má specifickou rotaci:

Ja]20ⁿ = +114° (ethanol, c = 1);

levotočivá báze [(-)-1] má:

[a]20° = —114° (ethanol, c = 1).

Farmakologické hodnocení obou enantiomerů (hodnocených ve formě vodných roztoků hydrogenfumarátů) vykázalo určité diference, které naznačují stereoselektivitu účinků, i když ne příliš výraznou. Antihistaminový účinek (vůči histamin-Hi receptorům) byl hodnocen inhibicí bronchospasmu u morčat, vyvolávaného histaminovým aerosolem. Střední ochranná dávka PDso pro ( +j-ketotifen je 0,026 mg/kg při orálním podání; pro (—)-ketotifen je PD50 = 0,013 miligramu/kg p. o.

Levotočivý enantiomer se tedy v tomto testu jeví být přibližně dvakrát účinnější, než pravotočivý enantiomer. Aktivita obou enantiomerů v tomto testu je enormně vysoká. Dále bylo srovnání provedeno hodnocením v testu anafylaktoidní kožní reakce u krys, která byla vyvolávána podáním látky 48/80, tj. známého liberátoru histaminu. Antianafylaktoidní účinek ( + )-ketotifenu je dán střední ochrannou dávkou PD50 = = 4,2 mg/kg orálně.

Pro (,—j-ketotifen se nepodařilo stanovit hodnotu PD50 : dávka 1 mg/kg p. o. omezuje rozvoj anafylaktoidní kožní reakce o 25 % (ve srovnání s kontrolou); zvyšování dávky až do 50 mg/kg p. o. nevede k statisticky významnému zvýšení antianafylaktoidního efektu. V případě tohoto testu se tedy pravotočivý enantiomer jeví být účinnou komponentou racemátu. I když je známé, že anticholinergní a antimuskarinový účinek ketotifenu (lj je relativně nízký, byly oba enantiomery srovnány z hlediska afinity k muskarinovým receptorům v krysím mozku v· testu in vitro, přičemž byla určována inhibice vazby ligandu, tj. 0,5 nM (³H)chinuklidinylbenzilátu, k vazebným místům.

Výsledky jsou uvedeny jako střední inhibiění koncentrace IC50. Pro ( +J-ketotifen byla zjištěna hodnota ICso = 149 nM; racemický ketotifen má IC50 = 260 nM; pro (— j-ketotifen byla zjištěna hodnota ICso = = 1 217 nM. Také v tomto případě je tedy pravotočivý enantiomer účinnou komponentou racemátu. Opačný výsledek v. případě testu histaminového aerosolu lze vysvětlit jednak skutečností, že Hi antihistaminový účinek není stereoselektivní a dále tím, že účinnost obou enantiomerů je tak enormní, že 100% diference mezi oběma výsledky je v mezích experimentálních chyb.

'Z hlediska racemizace jsou oba enantiomery ketotifenu (IJ relativně stálé. K racemizaci dochází rychle při teplotě tání bází (158 až 160 °C) a dále ve vroucím vodném roztoku solí. Krystalizace bází z vroucího ethanolu nevede k racemizaci. Vyplývá 7 toho, že energetická bariéra pro inverzi konformací obou enantiomerů je značně vysoká.

Příklad 1

K roztoku 7,8 g racemické báze ketotife^nu [( + H]^V 50 ml ethanolu se přidá 10,2 gramu kyseliny (— )-O,O‘-di(p-toluyl)-L-vinné a směs se zahřeje k varu. Vzniklý roztok kyselé soli se ponechá několik dní při 0 ^CC a potom se odsaje vyloučená sůl. Získá se ve výtěžku 16,8 g, takže jde o směs obou diastereoisomerů.

Její t. t. je 189 až 190 °C a [cf]zo^D = ,-74,65° (70% ethanol, c = 0,2).

Vodným amoniakem uvolněná báze, izolováná extrakcí benzenem a dokonalým odpařením rozpouštědla, má t. t. 159 až 162 °C a (qt)20^d = +10,91°;

podle hodnocení isotachoforézou sestává z 54 % (-+-)-1 a 46 % (— )-I. Jedinou krystalizací této směsi (5,0 g) z 350 ml 75% vodného ethanolu se získá 2,4 g naštěpené soli s t. t. 184 až 187 °C a [_w]2o^d = —39,02.

Uvolněná báze má [ + 20^D = +98,5° a podle kontroly isotachoforézou obsahuje 92 % ( + )-1. Další krystalizace 2,15 gramu této soli z 200 ml 75% ethanolu poskytuje

1,5 g homogenního diastereoisomerů soli s t. t. 184 až 187 °C a ,[«-]20^d = —33,05°.

Uvolněná báze taje při 159 až 162 °C (e-thanol) a má [a]20^D = +114,14°.

Podle kontroly isotachoforézou je to zcela homogenní pravotočivá báze ketotifenu [( + )-1).

Příklad 2

K roztoku 7,6 g racemické báze ketotifenu [( + )-1] v· 15 ml ethanolu se přidá roztok 10,2 g kyseliny ( — )-0,0‘-dibenzoyl-L-vinné a roztok se ponechá krystalizaci po dobu 20 dnů. Potom se odsátím získá 16,8 g diastereoisomerní směsi tající při 154 až 155 °C. Trojnásobná krystalizace postupně ze 140, 120 a 100 ml 75% vodného ethanolu

3 9 9 3

S vede k 8,5 g homogenního diastereoisomeru soli, t. t. 158 .až 160 °C, [a]20^D = —20,36°.

Jako v předešlém příkladu uvolněná báze {3,8 g) taje při 159 až 162 °C (ethanol), [α]20^υ = +114,31°.

Jde tedy opět o zcela homogenní pravotočivou bázi ketotifenu [( + )-1), která je identická s produktem příkladu 1. Systematické zpracování matečných louhů, získaných v příkladu 1 i 2 vede k dalšímu kvantu báze ( + )-I, což příznivě upraví výtěžnost.

Příklad 3

Neutralizace 12,9 g racemické báze ketotifenu (( + )-1] pomocí 18,1 g kyseliny ( + )-O,O‘-dibenzoyl-D-vinné se provede ve 100 mililitrech ethanolu a k získanému roztoku diastereoisomerní směsi solí se přidá za míchání 800 ml etheru. Po 24 hod. stání se směs solí odsaje; 27,0 g, t. t. 156 až 158 °C. Trojnásobná krystalizace z 85% ethanolu vede k 7,2 g homogenní soli, která taje při 158 až 160 °C a má [of]2Oⁿ = +19,55° (70% ethanol, c = 0,2).

Uvolněná báze taje při 159 až 162 °C (ethanol) a má + J‘M^; = —113,9 L°,

Podle kontroly isotachoíorézou je to zcela homogenní levotočivá báze ketotifenu [(-)-!].

Claims

PŘEDMĚT

Způsob přípravy čistých enantiomerů 4- (l-methyl-4-piperidylíden) -4,9-dihydrobenzo/4,5/cy'klohepta/l,2-b/thiofen-10-onu vzorce I

V v N A (. E Z U

R -+ \ ^c(jOCííc^o;í vyznačují se tím, že se racemická báze vzorce I neutralizuje opticky aktivními kyselinami obecného vzorce II

R —......COOCHCOOH (ii) ve kterém R je atom vodíku nebo methyl, vzniklé diastereoisomerní směsi kyselých solí se krystalizují z vodného ethanolu do konstantní optické rotace, rozloží se zředěným vodným amoniakem, uvolněné opticky aktivní báze ( + )-I nebo (— )-I se izolují extrakcí těkavými a s vodou nemísitelnými rozpouštědly, získají se odpařením extraktů a krystalizací z ethanolu a jejich optická čistota se ověří isotachoíorézou s fj-cyklodextrinem jako aditivem vedoucího elektrolytu.